JP6223317B2 - Semiconductor inspection apparatus and semiconductor inspection method - Google Patents

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Description

本発明は、半導体チップの検査装置および検査方法に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor chip inspection apparatus and inspection method.

従来、ステージ上に載置された半導体チップにコンタクトプローブを接触させてステージとコンタクトプローブとの間に電圧を印加することで、半導体チップの電気的特性の検査を行う装置がある(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is an apparatus for inspecting electrical characteristics of a semiconductor chip by bringing a contact probe into contact with a semiconductor chip placed on a stage and applying a voltage between the stage and the contact probe (for example, a patent) Reference 1).

特開昭62−11243号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-11243

パワー半導体チップの終端構造は、ウエハプロセスの性能向上およびウエハ材料の性質向上によって、シュリンク可能となった。パワー半導体チップの終端部をシュリンクすることで、チップコストの低減に大きな効果が得られるが、電極間の距離が短くなることに加えて、パワー半導体チップを高耐圧化することで、ベアチップ状態で高電圧を印加すると放電するリスクが発生する。検査時の放電によって半導体チップの部分的な破損、または不具合が生じることが知られている。そのため、検査時の放電を防止することは重要である。   The power semiconductor chip termination structure has become shrinkable due to improved wafer process performance and improved wafer material properties. Shrinking the end of the power semiconductor chip can greatly reduce the chip cost. In addition to shortening the distance between the electrodes, increasing the breakdown voltage of the power semiconductor chip allows When a high voltage is applied, there is a risk of discharging. It is known that the semiconductor chip is partially damaged or malfunctioned by the discharge during the inspection. Therefore, it is important to prevent discharge during inspection.

従来の装置は大気中での検査であるため、放電しないように検査を実施するには、デバイス側の電極間の距離を確保したり、または印加電圧を下げたりする必要があった。前者の場合はチップコストの増加が問題となり、後者の場合は耐圧保証範囲の低下が問題となる。   Since the conventional apparatus is an inspection in the atmosphere, in order to perform the inspection so as not to discharge, it is necessary to secure the distance between the electrodes on the device side or to lower the applied voltage. In the former case, an increase in chip cost becomes a problem, and in the latter case, a decrease in the breakdown voltage guaranteed range becomes a problem.

そこで、本発明は、検査時の放電を防止するとともに、検査におけるデバイス構造および保証範囲への制約をなくすことが可能な技術を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique capable of preventing discharge during inspection and eliminating restrictions on the device structure and the guaranteed range in the inspection.

本発明に係る半導体検査装置は、半導体チップを載置するためのステージと、前記半導体チップに押し当てて当該半導体チップを前記ステージに固定するとともに当該半導体チップの電気的特性を検査するコンタクトプローブと、前記コンタクトプローブを支持し、かつ、当該コンタクトプローブと一体的にまたは当該コンタクトプローブと独立に切り替えて、上下動可能に構成されるコンタクトプローブ主軸と、頂部が前記コンタクトプローブ主軸に固定され、かつ、前記コンタクトプローブ主軸の下降時に下端部が前記ステージに接触し、当該ステージとで前記半導体チップおよびその周辺に閉空間を形成する可撓性のドーム状のカバーとを備えるものである。   A semiconductor inspection apparatus according to the present invention includes a stage for mounting a semiconductor chip, a contact probe that presses against the semiconductor chip and fixes the semiconductor chip to the stage, and inspects electrical characteristics of the semiconductor chip. A contact probe main shaft that supports the contact probe and is configured to be movable up and down by switching to the contact probe integrally or independently of the contact probe; and a top portion is fixed to the contact probe main shaft; and The lower end of the contact probe main shaft comes into contact with the stage when the contact probe main shaft is lowered, and the semiconductor chip and a flexible dome-shaped cover that forms a closed space around the semiconductor chip are provided.

本発明に係る半導体検査方法は、ステージ上に半導体チップを載置する工程(a)と、コンタクトプローブ主軸をコンタクトプローブおよび、頂部が前記コンタクトプローブ主軸に固定される可撓性のドーム状のカバーとともに下降させ、当該カバーの下端部が前記ステージに接触し、当該ステージと前記カバーとで前記半導体チップおよびその周辺に閉空間を形成する工程(b)と、前記コンタクトプローブ主軸を前記コンタクトプローブおよび前記カバーとともにさらに下降させることで前記コンタクトプローブを前記半導体チップに押し当てるとともに、前記カバーの弾性変形によって前記閉空間中の空気を圧縮し排出する工程(c)と、前記コンタクトプローブを前記半導体チップに押し当てた状態で前記コンタクトプローブ主軸を前記カバーとともに上昇させることで前記カバーを弾性復帰させて前記閉空間を減圧する工程(d)と、前記ステージと前記コンタクトプローブとの間に高電圧を印加することで前記半導体チップの電気的特性を検査する工程(e)とを備えるものである。   A semiconductor inspection method according to the present invention includes a step (a) of placing a semiconductor chip on a stage, a contact probe main shaft as a contact probe, and a flexible dome-shaped cover whose top is fixed to the contact probe main shaft. And (b) forming a closed space around the semiconductor chip and its periphery with the stage and the cover, and a lower end portion of the cover in contact with the stage; A step (c) of pressing the contact probe against the semiconductor chip by further lowering together with the cover, and compressing and discharging air in the closed space by elastic deformation of the cover; and The contact probe spindle is pressed against A step (d) in which the cover is elastically restored by being lifted together with the cover to depressurize the closed space; and a high voltage is applied between the stage and the contact probe to thereby provide electrical characteristics of the semiconductor chip. And a step (e) of inspecting.

本発明によれば、コンタクトプローブ主軸をコンタクトプローブおよびカバーとともに下降させ、ステージとカバーとで半導体チップおよびその周辺に閉空間を形成し、コンタクトプローブ主軸をコンタクトプローブおよびカバーとともにさらに下降させることでコンタクトプローブを半導体チップに押し当てるとともに、カバーの弾性変形によって閉空間中の空気を圧縮し排出する。そして、コンタクトプローブを半導体チップに押し当てた状態でコンタクトプローブ主軸をカバーとともに上昇させることでカバーを弾性復帰させて閉空間を減圧し、ステージとコンタクトプローブとの間に高電圧を印加することで半導体チップの電気的特性を検査する。   According to the present invention, the contact probe main shaft is lowered together with the contact probe and the cover, the closed space is formed in the semiconductor chip and its periphery by the stage and the cover, and the contact probe main shaft is further lowered together with the contact probe and the cover to make the contact The probe is pressed against the semiconductor chip, and the air in the closed space is compressed and discharged by elastic deformation of the cover. Then, with the contact probe pressed against the semiconductor chip, the contact probe spindle is lifted together with the cover, the cover is elastically restored, the closed space is decompressed, and a high voltage is applied between the stage and the contact probe. Inspect the electrical characteristics of the semiconductor chip.

したがって、半導体チップおよびその周辺に形成された閉空間を減圧した状態で半導体チップの検査を実施することができるため、検査時の放電を防止でき、これにより、検査におけるデバイス構造および保証範囲への制約をなくすことが可能となる。   Therefore, since the semiconductor chip can be inspected in a state where the closed space formed in the semiconductor chip and the periphery thereof is decompressed, discharge during the inspection can be prevented, thereby reducing the device structure and the warranty range in the inspection. It is possible to remove the restrictions.

実施の形態1に係る半導体検査装置の動作を説明するための断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the operation of the semiconductor inspection apparatus according to the first embodiment. ガス圧と電極間隔の積と火花電圧の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the product of a gas pressure and an electrode space | interval, and a spark voltage. 実施の形態2に係る半導体検査装置の動作を説明するための断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining the operation of the semiconductor inspection apparatus according to the second embodiment.

<実施の形態1>
本発明の実施の形態1について、図面を用いて以下に説明する。図1は、実施の形態1に係る半導体検査装置10の動作を説明するための断面図である。より具体的には、図1(a)は、ステージ14とカバー11とで半導体チップ1およびその周辺に閉空間20を形成する工程を示す断面図であり、図1(b)は、コンタクトプローブ12を半導体チップ1に押し当てるとともに閉空間20中の空気を排気する工程を示す断面図であり、図1(c)は、閉空間20を減圧する工程を示す断面図である。
<Embodiment 1>
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the operation of the semiconductor inspection apparatus 10 according to the first embodiment. More specifically, FIG. 1A is a cross-sectional view showing a process of forming the closed space 20 around the semiconductor chip 1 and its periphery with the stage 14 and the cover 11, and FIG. 1B is a contact probe. 12 is a cross-sectional view showing a process of pressing 12 against the semiconductor chip 1 and exhausting the air in the closed space 20, and FIG. 1C is a cross-sectional view showing a process of decompressing the closed space 20.

図1(a)に示すように、半導体検査装置10は、ステージ14と、コンタクトプローブ12と、コンタクトプローブ主軸13と、カバー11とを備えている。半導体検査装置10は、ステージ14、コンタクトプローブ12およびコンタクトプローブ主軸13を制御する制御部(図示省略)をさらに備えている。ステージ14は、半導体チップ1の設置面と接触した状態で半導体チップ1を載置するための台座である。   As shown in FIG. 1A, the semiconductor inspection apparatus 10 includes a stage 14, a contact probe 12, a contact probe main shaft 13, and a cover 11. The semiconductor inspection apparatus 10 further includes a control unit (not shown) that controls the stage 14, the contact probe 12, and the contact probe spindle 13. The stage 14 is a pedestal for placing the semiconductor chip 1 in a state in contact with the installation surface of the semiconductor chip 1.

コンタクトプローブ主軸13は、コンタクトプローブ12を支持し、かつ、コンタクトプローブ12と一体的にまたはコンタクトプローブ12と独立に切り替えて、上下動可能に構成されている。コンタクトプローブ主軸13は、外側部分を構成する第1軸部13aと、内側部分を構成する第2軸部13bとを備え、第1軸部13aと第2軸部13bは別々に駆動される。第2軸部13bはコンタクトプローブ12を支持し、コンタクトプローブ主軸13がコンタクトプローブ12と一体的に上下動するときは、第1軸部13aと第2軸部13bがともに駆動される。コンタクトプローブ12を上下動せずにコンタクトプローブ主軸13のみを独立に上下動するときは、第1軸部13aのみが駆動される。   The contact probe main shaft 13 supports the contact probe 12 and is configured to be movable up and down by switching integrally with the contact probe 12 or independently of the contact probe 12. The contact probe main shaft 13 includes a first shaft portion 13a constituting an outer portion and a second shaft portion 13b constituting an inner portion, and the first shaft portion 13a and the second shaft portion 13b are driven separately. The second shaft portion 13b supports the contact probe 12, and when the contact probe main shaft 13 moves up and down integrally with the contact probe 12, both the first shaft portion 13a and the second shaft portion 13b are driven. When only the contact probe main shaft 13 is moved up and down independently without moving the contact probe 12 up and down, only the first shaft portion 13a is driven.

コンタクトプローブ12の上端部は、コンタクトプローブ主軸13(より具体的には、第2軸部13b)に支持され、コンタクトプローブ12の主要部は、コンタクトプローブ主軸13の下面から下方に突出している。コンタクトプローブ12は、コンタクトプローブ主軸13とともに下降し、ステージ14上に載置された半導体チップ1にコンタクトプローブ12の先端を押し当てることで半導体チップ1をステージ14に固定する。コンタクトプローブ12は、導電性を有する、例えば銅、タングステンまたはレニウムタングステンなどの金属材料で構成されている。半導体検査装置10では、コンタクトプローブ12を半導体チップ1に押し当てた状態でステージ14とコンタクトプローブ12との間に電圧を印加することで半導体チップ1の電気的特性を検査する。   The upper end portion of the contact probe 12 is supported by the contact probe main shaft 13 (more specifically, the second shaft portion 13 b), and the main portion of the contact probe 12 protrudes downward from the lower surface of the contact probe main shaft 13. The contact probe 12 descends together with the contact probe spindle 13 and fixes the semiconductor chip 1 to the stage 14 by pressing the tip of the contact probe 12 against the semiconductor chip 1 placed on the stage 14. The contact probe 12 is made of a conductive metal material such as copper, tungsten, or rhenium tungsten. In the semiconductor inspection apparatus 10, the electrical characteristics of the semiconductor chip 1 are inspected by applying a voltage between the stage 14 and the contact probe 12 with the contact probe 12 pressed against the semiconductor chip 1.

ここで、縦型構造の半導体チップ1の評価の際、外部と接続するための一方の電極は、半導体チップ1の上面に設けた接続パッド(図示省略)と接触するコンタクトプローブ12である。そして他方の電極は、半導体チップ1の下面、つまり、設置面にて接触するステージ14の上面である。コンタクトプローブ12は、コンタクトプローブ主軸13の内部を通る信号線(図示省略)を介して制御部と接続されている。ステージ14は、ステージ14の側面などに設けた接続部(図示省略)に接続された信号線(図示省略)を介して制御部に接続されている。   Here, when evaluating the semiconductor chip 1 having the vertical structure, one electrode for connection to the outside is a contact probe 12 that contacts a connection pad (not shown) provided on the upper surface of the semiconductor chip 1. The other electrode is the lower surface of the semiconductor chip 1, that is, the upper surface of the stage 14 that is in contact with the installation surface. The contact probe 12 is connected to the control unit via a signal line (not shown) passing through the inside of the contact probe main shaft 13. The stage 14 is connected to the control unit via a signal line (not shown) connected to a connection part (not shown) provided on the side surface of the stage 14 or the like.

カバー11の頂部は、コンタクトプローブ主軸13(より具体的には、第1軸部13a)の下端部に固定され、コンタクトプローブ主軸13と一体的に上下動可能に構成されている。また、カバー11は、コンタクトプローブ主軸13の下面から突出するコンタクトプローブ12の上方および側方を覆うように設けられている。すなわち、カバー11は、可撓性を有する絶縁材料(例えば、合成ゴムなど)にて構成され、可撓性のドーム状に形成されている。   The top portion of the cover 11 is fixed to the lower end portion of the contact probe main shaft 13 (more specifically, the first shaft portion 13a), and is configured to be movable up and down integrally with the contact probe main shaft 13. The cover 11 is provided so as to cover the upper side and the side of the contact probe 12 protruding from the lower surface of the contact probe main shaft 13. That is, the cover 11 is made of a flexible insulating material (for example, synthetic rubber) and is formed in a flexible dome shape.

カバー11は、頂部である固定部11aと、本体部11bと、下端部である吸着部11cとを備えている。固定部11aは、角柱状または円柱状に形成され、上面に形成された穴部11dを備えており、カバー11は、穴部11dにコンタクトプローブ主軸13を挿通させた状態でコンタクトプローブ主軸13に固定されている。本体部11bは、半球状に形成され、固定部11aの下端と連なるように形成されている。吸着部11cは、本体部11bの下端から外方へ突出する庇状に形成され、コンタクトプローブ主軸13の下降時にステージ14の上面に接触し吸着するようになっている。   The cover 11 includes a fixing portion 11a that is a top portion, a main body portion 11b, and a suction portion 11c that is a lower end portion. The fixing portion 11a is formed in a prismatic or cylindrical shape, and includes a hole portion 11d formed on the upper surface. The cover 11 is formed on the contact probe main shaft 13 with the contact probe main shaft 13 inserted through the hole portion 11d. It is fixed. The main body portion 11b is formed in a hemispherical shape and is formed so as to be continuous with the lower end of the fixed portion 11a. The suction portion 11c is formed in a bowl shape protruding outward from the lower end of the main body portion 11b, and comes into contact with and sucks the upper surface of the stage 14 when the contact probe main shaft 13 is lowered.

次に、半導体検査装置10の動作手順、すなわち、半導体検査方法について説明する。図1(a)に示すように、ステージ14上に半導体チップ1が載置された後、半導体検査装置10は、第1軸部13aと第2軸部13bとを駆動し、コンタクトプローブ主軸13をコンタクトプローブ12およびカバー11とともに下降させる。カバー11の吸着部11cがステージ14の上面に吸着したとき、ステージ14とカバー11とで半導体チップ1およびその周辺に閉空間20が形成される。   Next, an operation procedure of the semiconductor inspection apparatus 10, that is, a semiconductor inspection method will be described. As shown in FIG. 1A, after the semiconductor chip 1 is placed on the stage 14, the semiconductor inspection apparatus 10 drives the first shaft portion 13 a and the second shaft portion 13 b to contact the contact probe main shaft 13. Is lowered together with the contact probe 12 and the cover 11. When the suction portion 11 c of the cover 11 is sucked on the upper surface of the stage 14, the closed space 20 is formed in the semiconductor chip 1 and its periphery by the stage 14 and the cover 11.

図1(b)に示すように、半導体検査装置10は、第1軸部13aと第2軸部13bとを駆動し、コンタクトプローブ主軸13をさらに下降させることでコンタクトプローブ12の先端を半導体チップ1に接触させ、さらにはコンタクトプローブ12の先端を半導体チップ1に押し当てる。コンタクトプローブ12の先端が半導体チップ1に押し当てられることで、半導体チップ1が固定される。   As shown in FIG. 1B, the semiconductor inspection apparatus 10 drives the first shaft portion 13a and the second shaft portion 13b, and further lowers the contact probe main shaft 13 so that the tip of the contact probe 12 is moved to the semiconductor chip. 1 and the tip of the contact probe 12 is pressed against the semiconductor chip 1. The semiconductor chip 1 is fixed by pressing the tip of the contact probe 12 against the semiconductor chip 1.

上記のように、半導体検査装置10は、コンタクトプローブ主軸13をさらに下降させることでカバー11をステージ14に押し込む。カバー11をステージ14に押し込むことでカバー11が弾性変形し、閉空間20中の空気が圧縮され、閉空間20の空気がカバー11の吸着部11cとステージ14の接触部との隙間から外部に排出される。その後、図1(c)に示すように、半導体検査装置10は、コンタクトプローブ12の先端を半導体チップ1に押し当てた状態で、コンタクトプローブ主軸13のみを上昇させることで、コンタクトプローブ主軸13に一端が固定されたカバー11が引き上げられる。ここでは、第2軸部13bは駆動されず、第1軸部13aのみが駆動される。カバー11が弾性復帰することで、カバー11の内部(閉空間20)の空気の体積が膨張し閉空間20の圧力が低下する。その結果、半導体チップ1およびその周辺が真空状態に近づけられる。   As described above, the semiconductor inspection apparatus 10 pushes the cover 11 into the stage 14 by further lowering the contact probe main shaft 13. When the cover 11 is pushed into the stage 14, the cover 11 is elastically deformed, the air in the closed space 20 is compressed, and the air in the closed space 20 is exposed to the outside through the gap between the suction portion 11 c of the cover 11 and the contact portion of the stage 14. Discharged. Thereafter, as shown in FIG. 1C, the semiconductor inspection apparatus 10 raises only the contact probe main shaft 13 in a state where the tip of the contact probe 12 is pressed against the semiconductor chip 1. The cover 11 with one end fixed is pulled up. Here, the second shaft portion 13b is not driven, and only the first shaft portion 13a is driven. When the cover 11 is elastically restored, the volume of air inside the cover 11 (closed space 20) expands and the pressure in the closed space 20 decreases. As a result, the semiconductor chip 1 and its periphery are brought close to a vacuum state.

閉空間20において設定する真空度は、パッシェンの法則(図2参照)に基づいて、半導体チップ1の測定電圧からpd[Torr cm]を求めて、半導体チップ1の電極間の最小距離を決めることで求まる。なお、実際には沿面放電になるため、求められた真空度は目安値である。ここで、図2は、ガス圧と電極間隔の積と火花電圧の関係を示すグラフである。また、カバー11の引き上げ量の設定値は、カバー11の引き上げ量と真空度の関係に基づいて決定される。   The degree of vacuum set in the closed space 20 is determined by obtaining pd [Torr cm] from the measured voltage of the semiconductor chip 1 based on Paschen's law (see FIG. 2) and determining the minimum distance between the electrodes of the semiconductor chip 1. It is obtained by Since the surface discharge is actually a creeping discharge, the obtained degree of vacuum is a guide value. Here, FIG. 2 is a graph showing the relationship between the product of gas pressure, electrode spacing, and spark voltage. The set value of the lifting amount of the cover 11 is determined based on the relationship between the lifting amount of the cover 11 and the degree of vacuum.

半導体チップ1およびその周辺を真空状態に近づけた後、半導体検査装置10は、ステージ14とコンタクトプローブ12との間に高電圧を印加することで半導体チップ1の電気的特性を検査する。   After bringing the semiconductor chip 1 and its periphery close to a vacuum state, the semiconductor inspection apparatus 10 inspects the electrical characteristics of the semiconductor chip 1 by applying a high voltage between the stage 14 and the contact probe 12.

以上のように、実施の形態1に係る半導体検査装置10は、コンタクトプローブ主軸13をコンタクトプローブ12およびカバー11とともに下降させ、ステージ14とカバー11とで半導体チップ1およびその周辺に閉空間20を形成し、コンタクトプローブ主軸13をコンタクトプローブ12およびカバー11とともにさらに下降させることでコンタクトプローブ12を半導体チップ1に押し当てるとともに、カバー11の弾性変形によって閉空間20中の空気を圧縮し排出する。そして、コンタクトプローブ12を半導体チップ1に押し当てた状態でコンタクトプローブ主軸13をカバー11とともに上昇させることでカバー11を弾性復帰させて閉空間20を減圧し、ステージ14とコンタクトプローブ12との間に高電圧を印加することで半導体チップ1の電気的特性を検査する。   As described above, in the semiconductor inspection apparatus 10 according to the first embodiment, the contact probe main shaft 13 is lowered together with the contact probe 12 and the cover 11, and the closed space 20 is formed around the semiconductor chip 1 and its periphery by the stage 14 and the cover 11. The contact probe 12 is pressed down against the semiconductor chip 1 by further lowering the contact probe main shaft 13 together with the contact probe 12 and the cover 11, and the air in the closed space 20 is compressed and discharged by elastic deformation of the cover 11. Then, with the contact probe 12 pressed against the semiconductor chip 1, the contact probe main shaft 13 is lifted together with the cover 11, so that the cover 11 is elastically restored to decompress the closed space 20, and the space between the stage 14 and the contact probe 12 is reduced. The electrical characteristics of the semiconductor chip 1 are inspected by applying a high voltage to the semiconductor chip 1.

したがって、半導体チップ1およびその周辺に形成された閉空間20を減圧した状態で半導体チップ1の検査を実施することができるため、検査時の放電を防止でき、これにより、検査におけるデバイス構造および保証範囲への制約をなくすことが可能となる。以上より、検査時の放電に起因して半導体チップ1の部分的な破損、または不具合が生じることを防止できるため、半導体チップ1の歩留まり向上を図ることが可能となる。   Therefore, since the semiconductor chip 1 can be inspected in a state where the closed space 20 formed in the semiconductor chip 1 and the periphery thereof is decompressed, discharge during the inspection can be prevented, and thereby the device structure and guarantee in the inspection can be prevented. It is possible to eliminate the restriction on the range. From the above, it is possible to prevent the semiconductor chip 1 from being partially damaged or malfunctioned due to the discharge during the inspection, so that the yield of the semiconductor chip 1 can be improved.

また、従来の半導体検査装置では半導体チップの裏面を吸着することで半導体チップをステージに固定していたため、従来の半導体検査装置は減圧装置を備えていた。しかし、実施の形態1に係る半導体検査装置10ではコンタクトプローブ12を押し当てることによって半導体チップ1をステージ14に固定することができるため、半導体検査装置10は減圧装置を備える必要がない。そのため、半導体検査装置10の構造が従来よりもシンプルになり気密性を高めて高真空化を実現できる。   Further, in the conventional semiconductor inspection apparatus, the semiconductor chip is fixed to the stage by adsorbing the back surface of the semiconductor chip, so that the conventional semiconductor inspection apparatus includes a decompression device. However, since the semiconductor chip 1 can be fixed to the stage 14 by pressing the contact probe 12 in the semiconductor inspection apparatus 10 according to the first embodiment, the semiconductor inspection apparatus 10 does not need to include a decompression device. Therefore, the structure of the semiconductor inspection apparatus 10 is simpler than before, and the airtightness is improved and high vacuum can be realized.

カバー11は、可撓性を有する絶縁性材料にて構成されるため、繰り返し性がよく、カバー11の配置および動作自由度が高いという効果が得られる。   Since the cover 11 is made of a flexible insulating material, the cover 11 has good repeatability, and an effect of high arrangement and freedom of operation of the cover 11 can be obtained.

ここで、半導体検査装置10は、閉空間20における半導体チップ1の周辺の真空度を測定する真空計をさらに備えてもよい。より具体的には、真空計は、コンタクトプローブ主軸13またはステージ14のうちの閉空間20と接する位置に配置される。半導体チップ1の周辺の真空度は、コンタクトプローブ主軸13の上昇値(カバー11の引き上げ量)に応じて調整される。また、半導体検査装置10は、閉空間20の真空度をトリガーとして検査を行うようにし、設定した真空度に到達していない場合は検査できないようにする。これにより、検査時の放電によるロスを低減できる。   Here, the semiconductor inspection apparatus 10 may further include a vacuum gauge that measures the degree of vacuum around the semiconductor chip 1 in the closed space 20. More specifically, the vacuum gauge is disposed at a position in contact with the closed space 20 on the contact probe main shaft 13 or the stage 14. The degree of vacuum around the semiconductor chip 1 is adjusted according to the rising value of the contact probe main shaft 13 (the amount by which the cover 11 is lifted). In addition, the semiconductor inspection apparatus 10 performs an inspection using the degree of vacuum of the closed space 20 as a trigger, and prevents inspection when the set degree of vacuum is not reached. Thereby, the loss by the discharge at the time of an inspection can be reduced.

また、半導体検査装置10は、予め定められた検査項目を検査する場合にコンタクトプローブ主軸13をカバー11とともに上昇させてもよい。以下、具体的に説明する。ステージ14とカバー11とで半導体チップ1およびその周辺に閉空間20が形成された後、半導体検査装置10は、コンタクトプローブ主軸13をさらに下降させてカバー11をステージ14に押し込むことで、閉空間20の空気がカバー11の吸着部11cとステージ14の接触部との隙間から外部に排出される。このとき、半導体検査装置10は、予め定められた検査項目(例えば、耐圧リーク測定)を検査する場合、コンタクトプローブ12の先端を半導体チップ1に押し当てた状態で、コンタクトプローブ主軸13をカバー11とともに上昇させて、閉空間20の圧力を低下させた後、ステージ14とコンタクトプローブ12との間に高電圧を印加することで半導体チップ1の電気的特性を検査する。   Further, the semiconductor inspection apparatus 10 may raise the contact probe main shaft 13 together with the cover 11 when inspecting a predetermined inspection item. This will be specifically described below. After the closed space 20 is formed in the semiconductor chip 1 and its periphery by the stage 14 and the cover 11, the semiconductor inspection apparatus 10 further lowers the contact probe main shaft 13 and pushes the cover 11 into the stage 14. 20 air is discharged to the outside through a gap between the suction portion 11 c of the cover 11 and the contact portion of the stage 14. At this time, when inspecting a predetermined inspection item (for example, withstand voltage leak measurement), the semiconductor inspection apparatus 10 covers the contact probe main shaft 13 with the cover 11 in a state where the tip of the contact probe 12 is pressed against the semiconductor chip 1. The electrical characteristics of the semiconductor chip 1 are inspected by applying a high voltage between the stage 14 and the contact probe 12 after the pressure in the closed space 20 is lowered.

他方、半導体検査装置10は、予め定められた検査項目以外の項目(例えば、耐圧リーク測定以外の項目)を検査する場合、コンタクトプローブ主軸13およびカバー11を上昇させず、すなわち、閉空間20の圧力を低下させることなく、半導体チップ1の電気的特性を検査する。   On the other hand, the semiconductor inspection apparatus 10 does not raise the contact probe spindle 13 and the cover 11 when inspecting items other than the predetermined inspection items (for example, items other than the breakdown voltage leakage measurement), that is, the closed space 20. The electrical characteristics of the semiconductor chip 1 are inspected without reducing the pressure.

半導体検査装置10が閉空間20の真空状態を維持するためにはかなりの負荷を要する。しかし、高電圧を印加する耐圧リーク測定時のみ真空に近づければよいため、半導体検査装置10は、検査項目とコンタクトプローブ主軸13の動作を同期させ、必要な検査項目を検査する場合のみコンタクトプローブ主軸13をカバー11とともに引き上げる制御を行うことで、半導体検査装置10にかかる負荷を減少させることができる。   A considerable load is required for the semiconductor inspection apparatus 10 to maintain the vacuum state of the closed space 20. However, since it is only necessary to approach the vacuum only when measuring a withstand voltage leak applying a high voltage, the semiconductor inspection apparatus 10 synchronizes the operation of the inspection item and the operation of the contact probe spindle 13 and only inspects the necessary inspection item. By performing control to pull up the main shaft 13 together with the cover 11, the load on the semiconductor inspection apparatus 10 can be reduced.

他方、高電圧を印加する耐圧リーク測定時においては、保証電圧において放電しない真空度(すなわち、カバー11の引き上げ量)に調整することで、検査時の放電を防止することが可能となる。   On the other hand, at the time of withstand voltage leak measurement in which a high voltage is applied, it is possible to prevent discharge at the time of inspection by adjusting the degree of vacuum (that is, the amount by which the cover 11 is pulled up) that does not discharge at the guaranteed voltage.

<実施の形態2>
次に、実施の形態2に係る半導体検査装置10について説明する。図3は、実施の形態2に係る半導体検査装置10の動作を説明するための断面図である。より具体的には、図3(a)は、ステージ14とカバー11とで半導体チップ1およびその周辺に閉空間20を形成する工程を示す断面図であり、図3(b)は、コンタクトプローブ12を半導体チップ1に接触させるとともに閉空間20中の空気を排気する工程を示す断面図であり、図3(c)は、閉空間20を減圧する工程を示す断面図である。なお、実施の形態2において、実施の形態1で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
<Embodiment 2>
Next, the semiconductor inspection apparatus 10 according to the second embodiment will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the operation of the semiconductor inspection apparatus 10 according to the second embodiment. More specifically, FIG. 3A is a cross-sectional view showing a process of forming the closed space 20 around the semiconductor chip 1 and its periphery with the stage 14 and the cover 11, and FIG. 3B is a contact probe. 12 is a cross-sectional view showing a step of bringing the semiconductor chip 12 into contact with the semiconductor chip 1 and exhausting the air in the closed space 20, and FIG. 3C is a cross-sectional view showing a step of decompressing the closed space 20. In the second embodiment, the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

実施の形態2に係る半導体検査装置10は、図3(a),(b),(c)に示すように、さらに固定具15と逆止弁16(排気弁)とを備えている。固定具15は、ステージ14の上面に設けられ、カバー11の吸着部11cを固定することでカバー11とステージ14とを固定する。実施の形態2においては、実施の形態1の場合よりも密閉性を高めるため、カバー11の吸着部11cがステージ14の上面と接触したとき、カバー11とステージ14は固定具15によって固定される。また、密閉された空気の抜け道として、ステージ14における半導体チップ1が載置される部分の周辺部に、閉空間20中の空気を排出するための逆止弁16が設けられている。   As shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C, the semiconductor inspection apparatus 10 according to the second embodiment further includes a fixture 15 and a check valve 16 (exhaust valve). The fixture 15 is provided on the upper surface of the stage 14, and fixes the cover 11 and the stage 14 by fixing the suction portion 11 c of the cover 11. In the second embodiment, the cover 11 and the stage 14 are fixed by the fixture 15 when the suction portion 11c of the cover 11 comes into contact with the upper surface of the stage 14 in order to improve the sealing performance as compared with the case of the first embodiment. . Further, a check valve 16 for discharging the air in the closed space 20 is provided in the periphery of the portion of the stage 14 where the semiconductor chip 1 is placed as a sealed air escape path.

以上のように、実施の形態2に係る半導体検査装置10は、カバー11をステージ14に固定する固定具15をさらに備える。大気圧以上の力でコンタクトプローブ主軸13を引き上げるとカバー11とステージ14との接触状態が解除されるが、カバー11とステージ14を固定具15で固定することで大気圧以上の力で引き上げることが可能となり、閉空間20を一層真空状態に近づけることが可能となる。   As described above, the semiconductor inspection apparatus 10 according to the second embodiment further includes the fixture 15 that fixes the cover 11 to the stage 14. When the contact probe main shaft 13 is pulled up with a force higher than atmospheric pressure, the contact state between the cover 11 and the stage 14 is released. Thus, the closed space 20 can be made closer to a vacuum state.

ステージ14における半導体チップ1が載置される部分の周辺部に閉空間20中の空気を排出するための逆止弁16をさらに備えるため、カバー11によって圧縮された空気を逆止弁16で効率的に排出することで、閉空間20の真空度を安定化させることができる。   Since the check valve 16 for discharging the air in the closed space 20 is further provided around the portion of the stage 14 on which the semiconductor chip 1 is placed, the check valve 16 efficiently uses the air compressed by the cover 11. Thus, the degree of vacuum in the closed space 20 can be stabilized.

また、実施の形態1に係る半導体検査装置10においてもステージ14に逆止弁16を設けることも可能である。この場合にも、カバー11によって圧縮された空気を逆止弁16で効率的に排出することで、閉空間20の真空度を安定化させることができる。   In the semiconductor inspection apparatus 10 according to the first embodiment, the check valve 16 can be provided on the stage 14. Also in this case, the degree of vacuum in the closed space 20 can be stabilized by efficiently discharging the air compressed by the cover 11 using the check valve 16.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。   It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.

1 半導体チップ、10 半導体検査装置、11 カバー、12 コンタクトプローブ、13 コンタクトプローブ主軸、14 ステージ、15 固定具、16 逆止弁、20 閉空間。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor chip, 10 Semiconductor test | inspection apparatus, 11 Cover, 12 Contact probe, 13 Contact probe spindle, 14 Stage, 15 Fixing tool, 16 Check valve, 20 Closed space.

Claims (7)

半導体チップを載置するためのステージと、
前記半導体チップに押し当てて当該半導体チップを前記ステージに固定するとともに当該半導体チップの電気的特性を検査するコンタクトプローブと、
前記コンタクトプローブを支持し、かつ、当該コンタクトプローブと一体的にまたは当該コンタクトプローブと独立に切り替えて、上下動可能に構成されるコンタクトプローブ主軸と、
頂部が前記コンタクトプローブ主軸に固定され、かつ、前記コンタクトプローブ主軸の下降時に下端部が前記ステージに接触し、当該ステージとで前記半導体チップおよびその周辺に閉空間を形成する可撓性のドーム状のカバーと、
を備える、半導体検査装置。
A stage for mounting a semiconductor chip;
A contact probe that presses against the semiconductor chip to fix the semiconductor chip to the stage and inspects electrical characteristics of the semiconductor chip;
A contact probe main shaft that supports the contact probe and is configured to be movable up and down by switching integrally with the contact probe or independently of the contact probe;
A flexible dome shape in which a top portion is fixed to the contact probe main shaft, and a lower end portion contacts the stage when the contact probe main shaft is lowered, and forms a closed space in the semiconductor chip and its periphery with the stage. The cover of
A semiconductor inspection apparatus.
前記ステージにおける前記半導体チップが載置される部分の周辺部に前記閉空間中の空気を排出するための排気弁をさらに備える、請求項1記載の半導体検査装置。   The semiconductor inspection apparatus according to claim 1, further comprising an exhaust valve for exhausting air in the closed space around a portion of the stage where the semiconductor chip is placed. 前記カバーを前記ステージに固定する固定具をさらに備える、請求項2記載の半導体検査装置。   The semiconductor inspection apparatus according to claim 2, further comprising a fixture that fixes the cover to the stage. 前記カバーは、可撓性を有する絶縁性材料にて構成される、請求項1記載の半導体検査装置。   The semiconductor inspection apparatus according to claim 1, wherein the cover is made of a flexible insulating material. 前記閉空間における前記半導体チップの周辺の真空度を測定する真空計をさらに備える、請求項1記載の半導体検査装置。   The semiconductor inspection apparatus according to claim 1, further comprising a vacuum gauge that measures a degree of vacuum around the semiconductor chip in the closed space. (a)ステージ上に半導体チップを載置する工程と、
(b)コンタクトプローブ主軸をコンタクトプローブおよび、頂部が前記コンタクトプローブ主軸に固定される可撓性のドーム状のカバーとともに下降させ、当該カバーの下端部が前記ステージに接触し、当該ステージと前記カバーとで前記半導体チップおよびその周辺に閉空間を形成する工程と、
(c)前記コンタクトプローブ主軸を前記コンタクトプローブおよび前記カバーとともにさらに下降させることで前記コンタクトプローブを前記半導体チップに押し当てるとともに、前記カバーの弾性変形によって前記閉空間中の空気を圧縮し排出する工程と、
(d)前記コンタクトプローブを前記半導体チップに押し当てた状態で前記コンタクトプローブ主軸を前記カバーとともに上昇させることで前記カバーを弾性復帰させて前記閉空間を減圧する工程と、
(e)前記ステージと前記コンタクトプローブとの間に高電圧を印加することで前記半導体チップの電気的特性を検査する工程と、
を備える、半導体検査方法。
(A) placing a semiconductor chip on the stage;
(B) The contact probe main shaft is lowered together with the contact probe and the flexible dome-shaped cover whose top is fixed to the contact probe main shaft, and the lower end of the cover contacts the stage, and the stage and the cover And forming a closed space around the semiconductor chip and the periphery thereof,
(C) A step of further lowering the contact probe main shaft together with the contact probe and the cover to press the contact probe against the semiconductor chip, and compress and discharge air in the closed space by elastic deformation of the cover When,
(D) a step of raising the contact probe main shaft together with the cover in a state where the contact probe is pressed against the semiconductor chip to elastically return the cover to decompress the closed space;
(E) inspecting electrical characteristics of the semiconductor chip by applying a high voltage between the stage and the contact probe;
A semiconductor inspection method.
前記工程(d)は、予め定められた検査項目を検査する場合に前記コンタクトプローブ主軸を前記カバーとともに上昇させる工程である、請求項6記載の半導体検査方法。   The semiconductor inspection method according to claim 6, wherein the step (d) is a step of raising the contact probe spindle together with the cover when inspecting a predetermined inspection item.
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